Антенны , облучатели 24ГГц

[Mildi]

Первое: сомневаюсь в правильности углов, поскольку максимум диаграммы направленности облучателя дожен быть направлен в центр зеркала, а не в центр его обечайки.

Рисунок не масштабный а эскиз потому там линии просто для того чтоб показать где и какие углы, а в центр ведет потому что так было удобнее рисовать чтоб на обоих параболах были примерно одинаково нарисованы. Я отсчитывал углы по креплению конвертора.
если и есть некоторое не совпадение то можно будет скомпенсировать в процессе настройки. Можно конечно отчертить гарфически параболу, но не думаю что точность замера от этого возрастет, погрешности теже будут 0,5 градуса или 1мм (когда через тригонометрически функции снятые размеры высчитывал)

Я имел ввиду длинну перехода с квадратного на круглое сечение, а не всего облучателя. тоесть на какой длинне этот переход лучше уложить на 1,5см или на 4,5 см исходя из соображений наилучшего согласования, широкоплосностью наверное тут можно не заморачиваться, диапазон у нас практически точечный получается.

Смасштабировать облучатель спутниковой головки

Подумывал и об этом, но у имеющихся у меня конверторов не указано на какое F/D они рассчитаны, а бывают вроде под разнве значения как и параболы.

Да и ничего трудного тут нет, в принципе за пол дня можно все неспеша замерить и просчитать, я просто с антенной вожусь когда есть немного свободного времени.

[UX7V]

 Плавный переход рекомендуют делать как можно длиннее, но, поскольку все равно придется делать фланцы, то я бы сразу сделал фланец - четвертьволновый трансформатор, выполнив в нем отверстие промежуточных размеров.

 Для длины волны 1.25 см антенна велика, поэтому даже с неточной установкой облучателей для любого  F/D диаграмма будет узкой, а усиление огромным, поэтому желательно иметь возможность регулировать положение приемопередатчика с облучателями, не закрепляя их жестко в держателях головки.

 Повторяюсь, но я с этой целью исключил бы пластмассовый держатель головки, лишь отметив на плите его положение, а крепежное отверстие держателя использовал для крепления квадратной трубы к несущей плите, ибо зачем сверлить новые отверстия, если можно использовать имеющиеся.

[Mildi]

Да вариантов исполнения много, думаю если кто будет делать выберет наиболее приемлимый для себя вариант (по совему небогатому опыту могу сказать что иногда между возможностью реализации и оптимальностью решения приходится выбирать первое), просто как вариант можно оставить держатель конвертора (у меня они метллические) и зажать в них кусочек трубы с тремя винтами под 120 градусов и этими винтами поджимать в нужном направлении облучатели, тогда можно будет выполнять юстировку уже на собранной антенне при закрепленном трансвертере, гибкости трубок с облучателями хватит чтоб не повреждаясь деформироваться в нужном направлении. Держатели можно будет удалить и после окончательной сборки, используя их на стадии сборки для контроля положения облучателей. А если есть гибкие волноводы то тогда вообще никаких проблемм нет, достаточно просто выставить оси излучений паралельно. А облучатели закрепить любым удобным способом, обеспечив им 3 степени свободы перемещения.

[UX7V]

 Василий, из-за обычной человеческой лени и своего преклонного возраста, я стараюсь из множества вариантов выбрать как можно более простой вариант в реализации.

 Решаемая же Вами задача, с моей токи зрения, - конструкция выходного дня, для которой вообще нет нужды искать гибкие волноводы и другие экзотические штучки на противоположной стороне земли. Как впрочем и делать по три винта на каждом облучателе,  которые во что - то  (в какую - то поверхность) еще надо упереть.

 Посмотрите, как сделан облучатель у Сергея Георгиевича RW3BP в его лунной аппаратуре на 24 ГГц,- жесткости даже более длинного волновода вполне хватает без всякого дополнительного крепления облучателя.

[Mildi]

то я бы сразу сделал фланец - четвертьволновый трансформатор, выполнив в нем отверстие промежуточных размеров.

Николай, приветствую.
Возник вопрос по поводу этого трансформатора. В литературе указана четверть длинны волны в волноводе, а не в вакуме.
так как у нас возбуждение идет в волноводе с критической длинной волны 14,224мм, а длинна волны в вакуме 12,474 то длинна волны в волноводе по формуле из книги (Изюмова Т.И. Волноводы,коаксиальные и полосковые линии.1975) получается 25,987мм.
что то многовато мне кажется. Или все нормально и делать длинну трансформатора 1/4 от 25,987

Диаметр круглого волновода стоит выбрать просто подходящий по условию распространения в нем волны Н11 или такой чтоб длинна волны в волноводе не менялась и была одинаковой с WR28?

[UX7V]

 Василий, приветствую!

 Никогда не мог подумать, что отошлю Вас в такие дебри!

 Но, по порядку, не все так сложно.

 Расчет верен, надо только уточнить о каком волноводе идет речь в расчете - ?

 У нас ведь в такте получается три отрезка : круглый волновод, четвертьволновый трансформатор и небольшой отрезок прямоугольного волновода, имеющийся на приемопередатчике.

 Нам необходимо рассчитать длину четвертьволнового отрезка прямоугольного волновода, определив длину волны в нем из его реально получаюшихся размеров, которые выбираются как средне арифметическое число между большими и меньшими размерами, т.е. в нашем случае - (a + d) : 2, где а - размер большей стороны квадратного волновода приемопередатчика;
d - диаметр круглого волновода.

 Может возникнуть вопрос по поводу размера волновода приемопередатчика, который может быть выфрезерован круглой фрезой малого диаметра. Ничего страшного,- меряем его больший размер, также как и у прямоугольного.

 И одно напоминание. Круглый волновод - нестабильная среда для сохранения необходимой поляризации сигнала выдранного типа волны, поэтому на практике  применяют короткие отрезки трубки или сплющивание трубки в некое подобие прямоугольного (или эллиптического) волновода.

[Mildi]

Никогда не мог подумать, что отошлю Вас в такие дебри!

Ну почему в дебри, так для общего развития полезно знать чтоб хотя бы примерно понимать что делаю, и почему так делаю.
правда по волноводной технике литературы маловато у меня в основном все по полосковой или по сложным волноводным устройствам, где опущены такие мелочи как переходы.

 Расчет верен, надо только уточнить о каком волноводе идет речь в расчете - ?

расчет для WR28 того кусочка что в трансвертере. для других кусочков думал выбрать размер обратным расчетом приняв критическую длинну волны в кусочках неизменной чтоб не менялась длинна волны на протяженности всего волновода.

 И одно напоминание....

да я читал об этом, круглого волновода получаются в принципе короткие отрезки (хотя понятие короткие относительное наверное есть какая то ориентировочная величина привязанная к длинне волны чтоб считать отрезок коротким или длинным, не видел такого в литературе), правда на этом коротком отрезке будет неоднородность в виде изгиба, но можно расчитать изгиб чтоб минимизиовать неоднородность.

[UX7V]

 Василий, мне нравится Ваш подход - "рыть до атомов", но главное, прежде чем браться за напильник и пилить волноводы в корпусе приемопередатчика, не забывать правило "не навреди".

 Посмотрим, как бы в данной ситуации поступил я.

 Из Вашего расчета видно, что волновод WR28 для частоты 24 ГГц еще не является запредельным, а КВП не оптимален, поскольку длина зонда ( он на печатной плате ) и расстояние от зонда до глухой стенки корпуса меньше чем надо.

 Кажется, что надо пилить, резать и нет другого выхода-?

  На самом деле выход есть и, что самое главное, он находится за пределами Вашего приемопередатчика.

  Давайте превратим отрезок существующего волновода WR28 вместе с частью подстыкованного волновода в некое подобие резонатора (это и будет резонатор, только составленный из двух частей), который, с одной стороны, будет возбуждаться имеющимся зондом, а с другой стороны будет связан с остальным трактом. Резонатор мы можем подстроить таким образом, что его реактивность, в какой - то степени компенсирует ту реактивность, что имеет зонд на частоте 24 ГГц , а полученная добротность трансформирует активные сопротивления и, таким образом, согласует зонд с получившимся резонатором.

  С другой стороны надо согласовать резонатор с волноводом, идущим к облучателю. Эта задача тоже решается просто, - путем введения двух настроечных штырей (амплитуда и фаза), которые, к тому же досогласуют нам и волну, отраженную от рупора.

  Таким образом мы пришли к выводу, что ничего с корпусом приемопередатчика делать не надо, а все настроечные (согласующие) элементы вполне можно разместить за его пределами.

 Теперь о размерах ( местах расположения штырей).

  Вы помните, что простейшим резонатором является четвертьволновый отрезок волновода, закороченный на конце. Учитывая, что мы будем подстраивать резонатор, да и зонд тоже будет вносить расстройку, давайте расположим первый настроечный  зонд (винт) на расстоянии около 1/8 лямбда от глухой стенки. Остальные два винта, по теории, тоже должны быть на расстоянии 1/8 лямбда. Большой точности в расстояниях не требуется, рекомендуемый винт М1.6 или М2.

[Mildi]

Николай это заманчивый вариант доработки, но к сожалению у меня нет возможности его выполнить.
Поэтому максимум что я могу это, загнать в волновод в передатчике кусочек фторопласта от зонда вплотную до выхода, чтоб уйти подальше от критической длинны волны, для фтороплата получается критичечкая длинна волны будет примерно в 1,4 раза выше , длинна этой части волновода 7,1мм толщина материала на которой сделан зонд вместе с фольгой 0,2-0,25мм.

Пока я думал оставить его как есть, смерившись с некоторыми потерями при работе на частоте между минимальной рекомендуемой для волновода и критической и рассогласованиями пытаясь уменьшить их до возможного минимума в остальной части, и вернуться к этой части уже когда получится запустить передатчик. как вариант думал попробовать наложить на зонд полоску фтороплатовой ленты по принципу как перстраивают фильтры, возможно она окажет на зонд аналогичное влияние сместив его рабочую частоту вниз. Но это все потом.

есть в этом случае для того что волновод работает у границы с критичной частотой один маленький плюс, для частоты гетеродина и тем более для зеркального канала при ПЧ 1278МГц (я сторонник ПЧ в диапазоне 23см из за более эффективной работы фильтров, широкого диапазона перестройки по частоте 70МГц, большой свободы выбора частоты гетеродина) он является запредельным

но главное, прежде чем браться за напильник и пилить волноводы в корпусе приемопередатчика, не забывать правило "не навреди".

Вот поэтому я и достаю всех своими глупыми вопросами и предложениями чтоб сначала все уяснить и выбрать наиболее разумный из возможных для меня вариантов.

[UX7V]

 Василий, я как раз никакой доработки приемопередатчика не предлагал и не предлагаю.
 Речь шла только о подстыковываемых волноводных трактах, за изготовление которых все равно когда-то придется браться.
 
И потом я описывал ситуацию так, как поступил бы сам, но свое решение не навязываю.

[Mildi]

Я понял так: если длинна резонатора 1/4 длинны волны и часть этого резонатора является выходной волновод трансветера, настроечный штырь на расстоянии 1/8 длинны волны от стенки это получается его надо в корпусе размещать. Может я что не так понял.

[UX7V]

 Василий, я действительно ошибся,- не учел, точнее, не знал, что зонд расположен на расстоянии 7.1 мм от края волновода, а это больше рассчитанной Вами четверти длины волны (ок. 26 мм) и первый настроечный винт действительно будет в корпусе.
 
 Поэтому есть два решения, которые не сложны в реализации.
 
 Первое - резонатор можно сделать трехчетвертьволновым, укороченным емкостью первого настроечного винта; второе - заполнить волновод приемопередатчика фторопластом, как мы и говорили ранее.

[Mildi]

второе - заполнить волновод приемопередатчика фторопластом, как мы и говорили ранее.

В таком варианте у меня не получается посчитать длинну волны, может что не так делаю, но у меня она получается короче чем в воздухе или вакуме или это нормально?

[UX7V]

второе - заполнить волновод приемопередатчика фторопластом, как мы и говорили ранее.

В таком варианте у меня не получается посчитать длинну волны, может что не так делаю, но у меня она получается короче чем в воздухе или вакуме или это нормально?

 При полном или частичном заполнении волновода диэлектриком меняется только критическая длина волны (есть графики), а все расчетные формулы остаются прежними.
 Понятно, что если критическая длина волны увеличивается, -  рабочая частота понижается.

[Mildi]

Николай я вот как тут считал.
менял единицу на двойку для фторопласта е*u (е=2 u=1) первое вложение
а критическую волну подставлял в формулу Lкр*SQRT (e*u) второе вложение
и у меня получается длинна влны в волноводе короче длинны волны в вакуме, а по выражению должна быть больше.
Где то я тут туплю, но где не пойму.